In der Biologie ist eine Spore ( altgriechisch σπορά [sporá], „Säen, Samen“) eine Zelle oder seltener eine reproduktive vielzellige Formation (sie lässt durch ungeschlechtliche oder sexuelle Fortpflanzung ein neues Individuum entstehen ). Es ist eine der Phasen im Lebenszyklus vieler Bakterien , Pflanzen , Algen , Pilze und sogar bestimmter Protozoen .
Die Sporen ( Mitospore oder Meiospore ) gebären durch Mitose ein neues Individuum ( in Pflanzen Gametophyten genannt ) ohne Befruchtung , was sie von Gameten unterscheidet . Während der sexuellen Fortpflanzung gibt der Meiospore- Organismus n , der durch Meiose aus einer Mutterzelle 2n entsteht, durch Mitose einen Organismus n. Bei der asexuellen Fortpflanzung ergibt die n- oder 2n-Mitospor, die durch Mitose aus einer n- oder 2n-Mutterzelle entsteht, durch Mitose jeweils einen n- bzw. 2n-Organismus.
Einige Sporen, auch von Bakterien oder Pilzen , weisen bemerkenswerte Resistenzeigenschaften auf: Sie können auch unter widrigen Bedingungen Tausende von Jahren überleben und ermöglichen so die Verbreitung von Arten , manchmal in großer Entfernung von ihrem Ursprungsort oder lange nach dem "Elternteil" ist verschwunden.
Aufgrund ihres aerodynamischen Durchmessers (Parameter abhängig von ihrer Größe zwischen 0,5 bis 30 µm , ihrer Form und ihrer Dichte ) bilden die in der Luft verteilten Pilzsporen die wichtigste Quelle des Bioaerosols, das Auswirkungen auf die Atemwege haben kann . Bei optimalen Feuchtigkeits- und Sauerstoffbedingungen können sie eine maximale Konzentration von 10.000 Sporen · m -3 erreichen .
Der Begriff Spore ist generisch, er bezeichnet sowohl Organe der sexuellen Fortpflanzung als auch asexuelle Fortpflanzung. Wir können Sporen nach verschiedenen Kriterien klassifizieren:
Bei Pilzen und einigen verwandten Organismen werden Sporen nach der Struktur klassifiziert, in der Meiose und Sporenproduktion auftreten. Da die Klassifizierung von Pilzen weitgehend auf diesen Strukturen basiert, sind diese Sporentypen oft charakteristisch für ein Taxon .
Wir können Sporen danach unterscheiden, ob sie sich selbstständig fortbewegen können oder nicht.
Wenn die Bedingungen wieder günstig werden, kann die Spore, die Resistenzform der Bakterien, eine vegetative Form wiederherstellen: das ist die Keimung . Zum Beispiel wurden in der Mumie von Ramses II Bakteriensporen gefunden (in diesem Fall waren es Endosporen , ihre Lokalisation war intrazellulär), die vegetative Formen wiederherstellen konnten.
Die Hitzebeständigkeit der Spore ist teilweise auf ihre Austrocknung zurückzuführen (vegetative Form = 80 % Wasser und Sporen = zwischen 10 und 20 % Wasser).
Nur drei Bakteriengattungen sind von der Existenz dieser Spore betroffen: die Gattung Bacillus (aerobe Bakterien mit Gram + Bazillen), die Gattung Clostridium (anaerobe Bakterien mit Gram + Bazillen) und die Gattung Sporosarcina .
Im Juni 2009 beschrieben Ghosh J und Mitarbeiter [1] in Mycobacterium marinum „Sporen, die in frischem Medium kultiviert in vegetativer Form keimen und dann in der stationären Phase über Sporenbildung wieder auftauchen“. Die Zusammenfassung schweigt über die Resistenz dieser Sporen. Die Autoren schlagen vor, dass diese Sporulation für Mycobacteriaceae allgemein sein könnte .
Bakteriensporen gelten nicht als Fortpflanzungsform, da nur eine Spore pro Zelle produziert wird.
Die Spore ist durch die refraktiven Färbungen einfach (die Farbstoffe dringen nicht in die Spore ein). Es ist erforderlich, spezielle Beizen ( Wirtz- Färbung oder Malachitgrün- Färbung ) zu verwenden, die das Eindringen des Farbstoffs durch Hitze erzwingen (Erhitzen: in der Größenordnung von 80 bis 90 ° C ).
Die Sporulation dauert sieben bis zehn Stunden:
In den Lebenszyklen von Pflanzen (Algen und Embryophyten) bezeichnet man als Sporophyten die Generation , die Sporen produziert (ggf.: asexuelle Sporen oder Mikrosporen und Makrosporen ). Dieser Sporophyt ist diploid : er hat 2n Chromosomen.
Der Gametophyt ist die Generation, die aus der Entwicklung von Sporen resultiert und die Gameten produziert (der Gametophyt ist haploid : er hat eine Anzahl von n Chromosomen). Eine Befruchtung der Gameten ist notwendig, um die Zygote zu produzieren , die wiederum das Wachstum eines Sporophyten anführt . Die Bedeutung, die diese Generationen einnehmen, variiert je nach Pflanze. Bei Fucus zum Beispiel gibt es keine Sporenproduktion.
Pilze und Pseudopilze produzieren zahlreiche Sporen, sowohl sexuelle als auch vegetative (asexuell), die an der Verbreitung und dem Überleben der Art beteiligt sind. Bei günstigen Bedingungen (Temperatur, Luftfeuchtigkeit für viele Arten) kommt es zur Keimung von Pilzsporen.
Einige Sporen werden gewaltsam aus dem Organ, das sie enthält, ausgestoßen, während andere allein der Schwerkraft unterliegen (die überwiegende Mehrheit innerhalb weniger zehn Zentimeter um den Sporophor), bevor ein Teil davon durch Luftströmungen weggetragen wird (was manchmal dazu führt, dass sie überqueren Kontinente und Ozeane), Wasser oder von Tieren wie Insekten.
Bei vielen Arten von Basidiomyceten ( Puffballs , Lactaria , Russules , Steinpilze der Gattung Suillus ) sezernieren die Basidiosporen hydrophile Verbindungen wie Mannit, die zur Bildung einer Wasserschicht um sie herum beitragen. Die Feuchtigkeit fördert die Entwicklung eines Buller- Tropfens, dessen Wachstum zu einer Koaleszenz mit der Wasserschicht führt, was eine Energiefreisetzung der Oberflächenspannung bewirkt , die die Spore in eine Richtung ausstößt, die mit den Sporen der flachen Oberfläche ausgerichtet ist. Wenn sie in der Luft zu einem Bioaerosol befördert werden , verdunstet das Wasser, was mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 6,5 km/h eine Aufwärtsbewegung induziert. Diese Schwebeteilchen , durch Bildung von Kondenswasser und Kristallisationskeimen , an der Bildung beteiligt von Regenwasser Tropfen und Eiskristalle.
Ein Pilz produziert eine sehr große Anzahl von Sporen, um seinen Lebenszyklus zu vervollständigen. Ein riesiger Puffball kann beispielsweise 5.000 Milliarden Sporen produzieren (5,1 × 10 12 Basidiosporen für einen 38 × 37 × 22 cm großen Körper ).
Die Basidiomyceten sind produktiver als die Ascomyceten . Ein großes Exemplar der Wiesenrose ( Agaricus campestris ) kann 30.000 Sporen pro Sekunde oder fast drei Milliarden pro Tag ausstoßen. Seine Lebensdauer ist jedoch kurz, nur wenige Tage. Der Knopfpilz Agaricus bisporus kann fast 16 Millionen Sporen pro Tag produzieren und Bulgaria inquinans : 80 Millionen pro Tag .
Im Jahresdurchschnitt werden 50 Millionen Tonnen Pilzsporen in der Atmosphäre verteilt, wobei jeder Kubikmeter Luft durchschnittlich 1.000 bis 20.000 Sporen enthält.
Pilzsporen können in der Außenluft in sehr hohen Konzentrationen (100 Cladosporium- Sporen pro Liter) vorkommen, so dass sie beim Einatmen Atemwegsallergien auslösen können. Dies ist bei den Sporen des Schimmelpilzes Cladosporum herbarum der Fall, der in einer Konzentration von 8.000 Sporen / m 3 / Tag allergen ist.
Trotz dieser gigantischen Mengen ist die Wahrscheinlichkeit, dass aus einer Spore ein neuer Pilz entsteht, sehr gering. Tatsächlich ist es notwendig , dass die günstigen Bedingungen die erfüllt werden erhalten Keimung einer Spore in einem Filament von primären Mycel , dann ist die Befruchtung zwischen zwei Mycelien einen neuen Pilz zu erhalten.
Andererseits zeigen Ascomyceten häufig eine sehr starke vegetative Vermehrung durch Bildung von Konidien . Sie sind auch oft besser durch ihre asexuelle Form (zB Penicillium ) bekannt als durch ihre sexuelle Form.
Einige Pilzsporen können viele Jahre lang ruhen, insbesondere bei starker Trockenheit oder kalten Wetterbedingungen.